松嫩平原湿地动态变化及其驱动力研究

利用 1986年和 2 0 0 0年的遥感影像解译得到的土地利用图 ,提取出松嫩平原湿地动态变化信息。根据土地利用变化动态度模型 ,湿地动态变化主要表现为湖泊、沼泽、河流等天然湿地的减少及人工湿地面积的增加 ,其中天然湿地类型的湖泊和沼泽变化最为显著 ;质心模型分析指出湿地的空间变化趋势主要为质心相对朝东北方向偏移的趋势 ,湖泊和沼泽在西南部的减少是其主要原因 ;湖泊和沼泽的转移变化信息表明 ,湖泊面积的减少主要是退化为盐碱地和沼泽 ,而沼泽主要是转化为农田。松嫩平原湿地动态变化存在显著的自然和人为方面的驱动力因素 ,自然因素为湿地的退化提供了内在动因 ,而人为因素则加速了湿地的退化和转化 ,同时自然和人为因素之间存在着反馈机制。     

三个时期大庆油田区湿地格局及其变化

以1995年、2005年和2014年Landsat TM/OLI影像为主要数据,采用动态变化模型,通过转移矩阵、质心变化和景观指数的计算,对大庆油田区湿地景观格局及其变化进行研究。结果表明,3个时期研究区的主要湿地类型都为沼泽湿地和湖泊湿地,沼泽湿地面积以0.82%的动态度由1995年的601.30 km2减少至2014年的507.10 km2,湖泊湿地面积以1.87%的动态度由1995年的154.36 km2增加至2014年的209.33 km2;湿地类型之间的转变主要表现为沼泽湿地与湖泊湿地、盐碱滩之间的转变;湿地质心的空间变化特征和景观指数的变化都反映出2005年后大庆油田区湿地景观的破碎化得到改善;政府出台的相关政策对研究区湿地保护和恢复颇具成效。     

5个时期武汉城市圈湿地格局及其变化

以武汉城市圈为研究区,采用叠加分析和景观指数方法,利用2000年、2005年、2010年、2015年和2018年的土地利用矢量数据,在ArcGIS10.2软件和Fragstats4.2软件平台上,分析5个时期武汉城市圈湿地格局的特征及其变化。研究结果表明,2000年、2005年、2010年、2015年和2018年,武汉城市圈中的湿地主要分布在中西部,湖泊多分布在中部,水库/坑塘多分布在中西部,沼泽主要分布在河流和湖泊的周边;湿地总面积在2010年达到最大,为6 337.52 km~2;5个时期武汉城市圈中的湿地都以湖泊湿地、水库/坑塘、河流湿地为主,前两个时期湖泊湿地的面积相对最大,后三个时期水库/坑塘的面积相对最大;在5个时期中,2010年研究区湿地景观相对最破碎,随着时间的推移,湿地景观边缘形状复杂化,景观形状趋于不规则;水库/坑塘的质心向西偏移了7.716 km,湖泊湿地的质心向东略偏南偏移了7.565 km,河流湿地的质心总体上向西偏移,沼泽湿地总体向南偏移了4.180 km。     

近30年小兴安岭沼泽湿地动态及其驱动力研究

以1985、1995、2005、2015年4期Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在遥感和地理信息系统平台上提取了小兴安岭地区湿地信息以及各土地利用类型面积,采用动态度模型、重心迁移模型、主成分分析等方法,分析近30年小兴安岭地区沼泽湿地的面积变化及其变化速度、重心变化、土地利用转移和沼泽湿地变化驱动力。结果表明:与1985年相比,2015年研究区内沼泽湿地面积减少了12 751.62 km~2,退化的湿地主要向林地和耕地转变;湿地重心整体向北偏西70.72°方向迁移;黑河大部分地区沼泽湿地变化率小于小兴安岭全区的变化率;伊春东南部及鹤岗全区的沼泽湿地面积变化动态度较高,湿地恢复和退化两极分化明显;沼泽湿地面积动态度受气温和相对湿度等自然因素影响,生产总值、粮食产量、农作物总播种面积和人口等社会经济因素是沼泽湿地变化的主要驱动力。     

两个时期若尔盖高原沼泽湿地景观格局的对比研究

以若尔盖高原为研究区,选择1977年的Landsat MSS影像、2007年的Landsat TM影像和研究区90m分辨率的数字地形图为数据源,利用景观生态学方法及遥感和地理信息系统技术,对若尔盖高原1977年和2007年两个时期的沼泽湿地(包括沼泽和沼泽化草甸)景观格局进行了对比研究。结果显示,与1977年相比,2007年研究区沼泽与沼泽化草甸的面积比(沼泽面积/沼泽化草甸面积)发生了明显变化,沼泽与沼泽化草甸的面积比由1977年的1/3减少到2007年的1/7;2007年沼泽面积明显减少,其面积只占沼泽湿地总面积的13%;两个时期,研究区沼泽湿地景观都集中连片分布,聚集度均高于90;与1977年相比,2007年沼泽湿地景观的斑块数减少,景观类型趋于单一,而平均斑块面积和聚集度都在增加;研究区沼泽湿地90%以上分布在坡度小于5°的空间范围内,随着坡度的增大,沼泽湿地的退化程度显著增高;与1977年相比,2007年研究区沼泽湿地景观分布质心发生了一定的空间位移,沼泽质心向西南偏移了3.88km,沼泽化草甸质心向东北偏移了12.35km。     

1972～2011年期间艾比湖面积变化研究

以8期Landset TM/ETM+遥感影像为数据源,利用归一化水指数,用地理信息系统相关软件,提取新疆艾比湖水域面积;利用湖泊面积动态模型和质心偏移模型,研究艾比湖的动态变化。结果表明,8个时期艾比湖面积在不断萎缩,湖泊总面积从1972年的583.14 km2减少到2011年的468.11 km2,缩小了19.73%;湖泊质心向东南方向偏移了1.23 km,表明艾比湖在退化。     

松嫩平原西部沼泽湿地景观格局动态变化研究

湿地退化及其所带来的负面影响使人们认识到湿地生态系统生态功能的重要性.因此,作为功能研究基础的景观格局及其动态变化的研究显得尤为重要.在遥感和地理信息系统技术支持下,运用土地利用变化指数和景观格局指数模型,对处于生态脆弱区的松嫩平原西部沼泽湿地景观格局及动态变化进行了定量研究,结果表明:松嫩平原西部沼泽景观格局发生了显著变化.松嫩平原西部现有沼泽湿地面积4 488.13 km2,近50年来减少了62.54%;2000年斑块密度为1954年的1.67倍,且最大斑块面积和最大斑块周长均减小,说明沼泽景观破碎化严重;松嫩平原西部沼泽湿地分布质心发生偏移,近50年,向西北方向偏移了19.4 km,主轴方向顺时针旋转了9.23o,表明了沼泽湿地景观具有破碎化和萎缩的趋势,并且呈现出不平衡性:湿地的萎缩程度偏重于研究区的东南部;得出松嫩平原西部沼泽湿地减少及生态环境恶化主要是由该区生态环境原生脆弱性和人类不合理的开发利用方式导致的.通过景观格局变化的研究为沼泽湿地格局优化和生物保护提供参考.     

近30多年江苏省滨海淤长型滩涂中农业/渔业用地动态

以4期(1980年前、1990年前后、2002年和2010年)Landsat遥感影像为基础数据,研究了近30多年来江苏省滨海淤长型滩涂中,农业和渔业用地面积消长、土地的去向及来源变化情况.研究表明,从1980年前至2010年,农业用地面积从436.56km2增长至909.31km2;渔业用地面积从31.67 km2增长至838.94km2.其中,农业用地与渔业用地面积在前20 a增长相对较快;但近10a来,随着天然湿地提供的土地资源被逐渐消耗,农业/渔业用地面积增长趋缓.在典型淤长型滩涂中,天然湿地被开垦为农业/渔业用地后,很少会再恢复为天然湿地;在过渡型淤长滩涂中,近10a来,恢复为天然湿地的农业/渔业用地比例分别达到了18.10％和13.44％.经过近30多年的围垦,天然湿地比例从74.59％下降为50.30％,芦苇(Phragmites australis)沼泽、碱蓬(Suaeda sp.)沼泽等天然湿地转化为农业/渔业用地趋势减弱.     

北京湿地景观格局演变特征与驱动机制分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1984-2008 年多时相长时间序列的TM遥感数据,选取斑块总面积、平均面积、分维度、多样性、优势度和聚集度等具有典型生态意义的景观格局指数,对北京湿地20 多年的湿地景观格局演变特征进行分析,探索其演变机制。结果表明：北京湿地总面积在总体上呈先增加后急剧减少再小幅回升的趋势,1994 年的湿地总面积仅为2004 年的47.37%。北京湿地以人工湿地为主,其变化主导着湿地总面积的变化趋势。水库湖泊湿地类型面积占到33.50%~53.73%,其平均面积高于其他湿地类型。坑塘稻田类型的平均面积最小,其面积比例为16.46%~45.09%。河流湿地由于受到自然驱动因子作用较大,其分维度指数高于人工湿地类型;1992-2004 年湿地景观多样性指数由1.11 上升到1.34,表明此阶段各类型所占面积比例分布趋于均匀,而聚集度指数从65.59 下降到58.41,表明景观连通性降低,破碎化程度加重。研究不同湿地类型空间质心变化表明：密云水库面积最大,导致水库湖泊类型质心位于密云县内;1984-1998 年充足的降水使河流湿地质心整体向东北方向偏移了10.43 km,1999-2006 年,连续干旱和大量不合理的开采利用,河流湿地质心向西南部偏移了10.75 km;由于受“退稻还旱”政策影响,使得北部地区的水稻种植面积减小,坑塘稻田湿地质心2006 年以后向南偏移;市区北部兴建的奥林匹克森林公园,使2008年公园湿地质心向海淀区北部偏移。     

1987以来海南省清澜港红树林变化的遥感监测与分析

以海南省清澜港红树林省级自然保护区的3个片区为研究区,采用地理信息系统的综合分析方法,研究1987年以来7个时期的红树林变化过程。以1987年、1993年、1998年、2003年、2007年、2013年和2017年7个时期的Landsat卫星遥感数据为数据源,采用支持向量机分类结合野外调查的方法,提取海南省清澜港红树林省级自然保护区及其1 km缓冲区范围内的红树林信息;分别计算3个片区红树林面积变化率和景观指数变化,建立质心迁移模型,分析海南省清澜港红树林省级自然保护区中红树林的时空变化特征。研究结果表明,2017年,3个片区的红树林总面积为1 190.5 hm~2;1987以来7个时期研究区红树林面积整体上在减少,减少速率在减慢;与1987年相比,2003年,有510 hm~2的红树林消失,红树林面积的年变化为31.9 hm~2/a,年变化率为-2.3%,红树林减少的主要原因是其被开发成养殖水域;2003～2017年期间,红树林面积有缓慢增加的趋势;3个片区的红树林都遭到挖塘养殖、砍伐和破坏,使其质心向不同方向移动;整体上,该保护区红树林的斑块数量在增加,斑块密度增大,分离度指数大幅增加,而聚集度指数不断减少,表明保护区内红树林斑块在破碎化,斑块连接度不断减小,人类活动对红树林的负面影响越来越严重。     

3个时期大庆市区龙凤湿地土地利用变化图谱研究

以大庆龙凤湿地自然保护区为研究对象,在遥感和地理信息系统技术的支持下,以1990~2011年多时相、长时间序列的Landsat TM遥感影像为主要数据源,研究1990~2011年间研究区土地利用的分布特征及其格局变化,采用地学信息图谱分析方法,定量获取、分析研究区土地利用变化模式,旨在为快速城市化区域的湿地保护提供基础数和决策依据。研究结果表明,研究区呈现出以沼泽、湖泊为主、居民工矿用地和耕地等镶嵌周围的土地利用格局;对比3个时期研究区的土地利用状况发现,沼泽、湖泊面积在不断减少,沙地和居民工矿用地面积持续增加,沼泽是耕地用地的主要来源;在图谱变化模式中,稳定型图谱单元面积最大,最大面积图谱模式为"沼泽—沼泽—沼泽",其面积为35.6 km2;反复变化型图谱单元面积最小,最大面积图谱模式为"耕地—盐碱地—耕地",其面积为2.35 km2;自然因素和人类活动的共同作用,导致城市沼泽退化,而人类活动是是研究区土地利用格局变化的主要驱动因素。     

四个时期江西省湿地动态及其影响因素研究北大核心CSCD

采用面向对象方法,利用1989年、2000年、2010年和2020年江西省60景Landsat TM/ETM/OLI遥感影像数据,提取4个时期江西省土地利用信息;利用湿地景观动态变化指数、湿地动态强度指数、景观指数和土地利用转移矩阵,得到了4个时期江西省各类型湿地分布、面积和景观指数特征;采用地理探测器,确定了影响湿地的主要因素。研究结果表明,随着时间的推移,4个时期江西省湿地总面积总体在减少,由1989年的743482.08 hm^(2)减小至2020年的732543.66 hm^(2);沼泽湿地的面积一直在减小,其面积从1989年的19793.26 hm^(2)减小至2020年的7194.31 hm^(2);与2010年相比,2020年江西省西部和南部的宜春市、吉安市和赣州市湿地面积明显萎缩;与1989年相比,2020年,江西省丧失的湿地主要被开发为耕地,江西省的河流湿地、淡水湖泊、沼泽湿地和人工湿地的破碎化程度都有所改善;4个时期江西省淡水湖泊一直是江西省湿地的优势景观类型,河流湿地的形状最复杂;江西省湿地的主要影响因素为渔业产值、第一产业产值、城市绿化覆盖面积、固定资产投资额、国内生产总值和年降水量。     

基于Corona和Spot-5影像的图们江下游敬信湿地变化研究

采用1964年的Corona影像和2004年的Spot-5影像作为数据源,结合"3S"技术与实地考查资料,对图们江下游敬信湿地信息进行了提取与分类,分别得到了研究区1964年和2004年的湿地分类图;通过建立研究区的湿地动态变化特征模型,从各类型湿地的面积变化和斑块变化两个角度,研究敬信湿地的变化特征及其成因.结果表明,研究区各类型湿地在气候变化、人类活动等因素的影响下发生了不同程度的变化,与1964年相比,2004年研究区人工湿地面积增加了16.923 km2,这主要是修建龙山水库以及水田、养鱼池和孵化池面积大量增加所致;而自然湿地受到严重破坏,面积减少了17.33 km2,河流和沼泽面积都减少了50%以上.研究区河流的斑块数急剧减少,沼泽湿地的斑块破碎化程度加剧,河流和沼泽湿地的斑块分维值明显下降,大面积沼泽被开发成水田,这两种湿地的空间自我相似性逐渐变差.研究区部分湖泊被开发利用,人为束水使得水面面积扩大,当地居民为了发展经济,在湖泊中从事鱼类养殖以及用湖泊水进行农业灌溉等活动,研究区人类活动干扰日趋严重.     

5个时期黑龙江省天然湿地动态及其影响因素研究

在地理信息系统平台上,利用1980年、1990年、2000年、2010年Landsat TM影像和2014年Landsat 8ETM+影像数据、1980~2014年黑龙江省气象数据和社会经济数据,采用主成分分析方法和灰色关联度方法,研究黑龙江省主要天然湿地变化及其主要影响因素,以及各环境因子与各类型湿地的关联性。研究结果表明,沼泽湿地面积从1980年的617.5×104hm2减少为2014年的389.0×104hm2,约萎缩了37.0%;与1980年相比,2014年黑龙江省的天然湿地(沼泽湿地、湖泊湿地和河流湿地)面积减少了243.1×104hm2,萎缩了34.4%;分布在研究区东部、东北部和西南部的天然湿地大面积消失;消失的天然湿地主要转变为耕地和城市建设用地,有关土地利用的相关政策对黑龙江省天然湿地面积变化也有一定影响。     

西藏湿地分布特点分析

2010~2011年,采用"3S"技术与地面调查相结合的方法,对西藏湿地进行了调查、研究。结果显示,西藏分布有4类17型湿地,湿地总面积为65 290.289 4 km2,其中,河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地的面积分别为14 345.632 7 km2(21.97%)、30 352.004 1 km2(46.49%)、20 542.550 3 km2(31.46%)和50.102 3 km2(0.08%);那曲地区的湿地面积最大,阿里地区、日喀则市、山南地区、拉萨市、林芝市和昌都市的湿地面积依次减小;阿里地区的湿地型多样性和均匀性最高;各地区(市)间的河流湿地的面积差异显著,各地区(市)间的永久性河流、洪泛平原、永久性淡水湖泊、草本沼泽、地热湿地的面积差异显著。西藏湿地以总面积大和湿地型多样性高为特征,且湿地在各地区分布不均,但部分类型湿地的面积有差异。决定西藏湿地不均衡性的关键是湖泊湿地和沼泽湿地的空间分布及其面积。     

基于空间抽样调查的宁夏全区和吴忠市湿地面积估测

利用第二次全国湿地资源调查数据和2013年、2015年和2016年遥感影像数据,提取出宁夏回族自治区各类型湿地信息,辅以地面验证,研究基于网格空间抽样调查的湿地面积估测方法。研究结果表明,宁夏回族自治区内的湿地分布呈现由北向南递减的趋势;利用210个4 km×4 km的抽样网格单元,估测得到的宁夏全区湿地总面积为21.85×104hm~2,大于第二次全国湿地资源调查的相关结果(20.72×104hm~2),预测精度和抽样精度分别为94.53%和99.78%,可靠性较高,但是抽样精度随着湿地抽样面积比例的下降而降低;在宁夏的5个地级市中,吴忠市的湖泊和沼泽面积都相对最大,利用吴忠市61个4 km×4 km大样地网格的前后两期湿地斑块数据,预测2016年吴忠市的湿地总面积为52 320.67 hm~2,比2013年净增了731.78 hm~2,总预测精度为98.58%。湿地空间抽样方法的抽样效率较高,湿地面积总体预测精度较好,降低了遥感影像购买和使用成本,减少了湿地斑块区划工作量,提升了湿地变化的动态监测能力,建议推广应用。     

近50a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局演变

以干旱半干旱生态脆弱区霍林河流域下游沿岸洪泛湿地为研究对象,利用1954和1964年地形图,1986、1996和2000年的TM遥感影像作为基本信息源,在GIS支持下,建立湿地空间数据库,通过对不同时期各湿地景观类型进行景观变化过程、景观格局指数和景观转换过程分析,揭示近50 a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局动态及规律。研究发现,沼泽湿地是霍林河流域下游沿岸的主导湿地景观类型,次之为河流湖泊湿地,人工湿地比重小。研究区内湿地面积的减少以沼泽湿地的贡献量最大,这是由于大面积的沼泽湿地退化为盐碱地和草地,沼泽湿地景观破碎化表现突出。河流湖泊湿地在研究时期内则表现出最快的变化速度,年均动态度达到2.60%,它的这种减少变化是由数量众多的小斑块退化为盐碱地和沼泽湿地导致。水库坑塘景观变化受流域发展水利及霍林河径流量大小控制,水田湿地则主要受后者作用。共同的一点是,受霍林河1998年特大历史洪水泛滥影响,研究区内大面积盐碱地、沼泽湿地和草地转换为河流湖泊湿地,与此同时也有大面积草地和盐碱地转换为沼泽湿地,导致两种自然湿地景观类型在2000年表现出面积扩大,景观破碎化降低,整体性增强的变化,这在一定程度上体现出洪水脉冲在退化湿地景观恢复中的生态功能。     

1988～2002年开封市景观动态变化

在遥感和GIS技术的支持下,通过采用分维数、多样性指数、破碎度指数和边界密度等指数,分析了1988～2002年开封市景观动态变化。结果表明:（1）研究区斑块数增加,由1988年的28784个增加到2002年的32311个;景观破碎度增大;景观形状趋于复杂。（2）建设用地、水域和城市绿地面积增加;耕地（主要是水浇地）、未利用土地和园地等面积减小。（3）建设用地的空间质心向西南方向转移,城市绿地的空间质心向东北方向转移,水域空间质心向东南方向转移。（4）在景观斑块之间,高密度建设用地转移很少,保持较高的稳定性;低密度建设用地主要转为高密度建设用地;而旱地、水浇地等耕地主要转变为低密度建设用地;未利用土地主要转移为旱地、城市绿地和水域。人类活动和黄河同时控制着开封城市发展方向、发展策略和景观类型之间的转化等方面。     

1990年以来4个时期四川省湿地的面积、景见旨数及其变化

以1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat TM/ETM+/OLI影像为数据源,在遥感和地理信息系统技术的支持下,研究了4个时期四川省湿地的面积、景观指数及其变化。研究结果表明,与1990年相比,2015年四川省的湿地总面积减少了29 744.84 hm^2,其中,沼泽湿地面积减少了63 619.19 hm^2,河流湿地面积减少了27 742.60 hm^2;人工湿地面积增加了63 249.19 hm^2;四川省的湿地主要分布在川西北高原湿地区,最主要的湿地类型是沼泽湿地。随着时间的推移,4个时期四川省的湿地斑块数量、斑块密度和香农多样性指数在波动增大,而最大斑块指数在波动减小,面积加权平均斑块分维数变化不大;四川省的湿地向斑块破碎化、形状规则化和类型多样化方向发展。     

近20年来河南沿黄湿地景观格局演化

在遥感和GIS技术的支持下,结合河南沿黄湿地的区域特点,确定了河南沿黄湿地景观分类系统,通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和扩展度等景观的空间格局指数,比较系统地分析了近20年河南沿黄湿地景观空间格局变化。结果表明：(1) 河南沿黄湿地的分布面积呈显著下降趋势。1987~2002年湿地面积减少了19.18 %,斑块数量增加了21.27 %,斑块密度净增加0.5倍。斑块总边缘增加了129 0491 m,斑块平均边缘减少了117.84 m。(2) 随着人类干扰强度增加,景观多样性下降,优势度增高。研究区景观多样性指数1987年为1.174,2002年降为0.9803,优势度指数由1987年的0.4355提高到2002年的0.6291。湿地的破碎化程度随着湿地面积的减小和斑块数量的增加,其破碎化程度越来越大,破碎化指数由1987年的0.0141增加到2002年的0.0172。(3) 湿地景观要素中,稻田湿地面积在增加,而水库坑塘、河流、滩地、荒草沼泽地面积都在不断减少,其中荒草沼泽 (芦苇沼泽) 湿地面积减少幅度最大。1987年荒草沼泽湿地占整个湿地地区的0.5%,但到2002年只占0.11%。表明近20年来,人类活动对河南沿黄湿地景观格局变化的影响程度较大。